Внутренняя энергии конденсированных фаз

При 373 К конденсируется 0,430 кг водяного пара. Теплота испарения воды 2253 кДж/кг. Вычислите работу, тепловой эффект и изменение внутренней энергии при конденсации данного количества водяного пара, считая, что пар подчиняется закону идеального газообразного состояния. [c.12]

Суть этого процесса заключается в следующем. Нагретый до сравнительно невысоких температур (порядка 30-70 °С) исходный раствор (горячий) подается с одной стороны гидрофобной микропористой мембраны. Вдоль другой стороны мембраны движется менее нагретый (холодный) растворитель (обычно вода). Поскольку мембрана гидрофобна, а размеры пор ее достаточно малы (порядка одного микрометра и менее), то жидкая фаза в поры мембраны не проникает. Испаряющийся с поверхности горячего раствора пар (поверхностью испарения в этом случае являются образующиеся на входе в поры мениски раствора) проникает в поры мембраны, диффундирует через слой воздуха в поре и конденсируется на поверхности менисков холодной жидкости. При этом в порах создается разрежение, что ускоряет процесс испарения и, следовательно, повышает его эффективность. Так как температура исходного раствора невысока, то для проведения процесса мембранной дистилляции можно применять низкопотенциальную тепловую энергию - тепло нагретой после холодильников воды, отходящих газов (например, выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания и др.), геотермальных вод и, наконец, солнечную энергию. [c.338]

Главная часть углеводорода распадается на углерод и водород, и только небольшое количество конденсируется и дает ароматические углеводороды. Прежде всего происходит адсорбция газа катализатором — явление экзотермическое. Выделяющееся тепло вызывает полимеризацию и разложение ацетилена. За счет внутренней энергии ацетилена возникает вновь разогревание, н реакция продолжается до тех пор, пока выделяющийся на катализаторе уголь не прекратит доступа газа. [c.249]

Приведенную на рис. 2 характерную кривую можно получить целиком, если обогрев поверхности производится конденсирующимся паром при электрическом нагреве трудно получить IV режим. С увеличением подводимой электрической мощности растет qJA, а следовательно, и АТх (режим III). По достижении максимума qIA и последующем переходе через него, пусть даже незначительном, в процессе кипения уже не может отводиться количество тепла, равное подводимой электрической мощности. В результате внутренняя энергия проволоки возрастает, что в свою очередь ведет к дальнейшему уменьшению q/A. Короче говоря, система неустойчива, и если не уменьшить подводимую электрическую мощность, то система перейдет в состояние, для которого характерна очень высокая температура проволоки (точка Ь на кривой рис. 2). В общем случае эта температура превышает точку плавления большинства металлов, и проволока расплавляется, не достигнув 214 [c.214]

ВОДЯНОГО пара конденсироваться при понижении давления. Мы настолько свыклись с тем, что падение давления есть признак плохой погоды — дождя или тумана, что не обращаем внимание на аномальность этого факта. Ведь из курса физики известно, что понижение давления переводит насыщенный пар в состояние ненасыщенного и, следовательно, нет оснований ожидать, что падение давления вызовет конденсацию и образование капель жидкости. А у воды именно это и происходит — из пара образуются капли жидкой воды. Причина аномалии в том, что падение давления вызывает расширение водяного пара, а расширение приводит к увеличению средних расстояний между молекулами воды. Энергия, нужная для этого при быстром протекании процесса, черпается из запасов внутренней энергии водяного пара в результате температура пара снижается и начинается конденсация. Еще одна аномалия оказывается обусловленной большими силами межмолекулярного сцепления, или, иными словами, оказывается связанной с асимметричной структурой молекулы воды. [c.34]

В конденсаторе пары охлаждаются до состояния насыщения и конденсируются при температуре конденсации к. В конденсаторе часть внутренней энергии холодильного агента передается окружающей среде. Скапливающийся в нижней части конденсатора жидкий хо- [c.8]

Чтобы разрешить поставленный нами вопрос, представим себе некоторую машину, работающую, как и все известные нам машины, периодически. Мы будем работать с одним и тем же количеством воды, сперва забирая от нагревателя тепло и испаряя воду, затем заставляя пар произвести работу и, наконец, конденсируя пар в холодильнике в воду, вновь идущую для того же самого процесса. Мы замыкаем каждый раз некоторый круг действий и после ряда изменений возвращаемся к исходному состоянию. Как мы уже знаем, подобные процессы называются круговыми или же циклическими. В каждом таком цикле система в конце концов возвращается в исходное состояние. Следовательно, внутренняя энергия, являющаяся функцией состояния, точно так же возвращается к прежнему своему значению поглощенное же системой тепло идет на совершение работы. Для того чтобы установить максимальный предел для превращения теплоты в работу, следует обратиться к самому идеальному круговому процессу. [c.96]

Наиболее важное применение уравнение энергии находит в расчете расходного массового газосодержания потока в испаряющейся или конденсирующейся жидкости. Для установившегося стационарного потока с незначительным внутренним тепловыделением, где члены, описывающие кинетическую и потенциальную энергию, пренебрежимо малы по сравнению с энтальпией, уравнения энергии как гомогенного течения [уравнение (23), 2.3.1], так и раздельного [уравнение (17)] можно привести к простому виду [c.188]

В качестве определяющего периметра П примем периметр труб со стороны конденсирующейся парогазовой смеси. На рис. 2.12 выделены термические сопротивления передаче тепловой энергии от поверхности пленки конденсата к охлаждающему агенту. Учитывая, что внутренний и наружный периметры труб отличаются друг от друга, получим выражения для опре- [c.65]

По мере движения газа основных струй в осевом направлении из его элементов, попавших в приосевую область, начинают формироваться струи противотока, располагающиеся в межструйном пространстве и взаимодействующие со струями основного потока. Формирование струй противотока идет из внутренних слоев основного потока, обедненного конденсирующимся компонентом, т.е. противоток должен иметь значительно меньшую концентрацию в паровой фазе этого компонента. По мере продвижения противотока к диафрагменному отверстию масса его увеличивается, возрастает энерго- и массообмен со струями основного потока, что может привести к росту концентрации в нем конденсирующегося компонента, т.к. противоток распространяется в межструйное пространство основных струй до периферийной области и может частично захватывать слои газа, содержащие и жидкую фазу сконденсированного компонента. Поэтому степень очистки или содержание конденсирующихся компонентов в парогазовом потоке и в противотоке во многом должна зависеть от конструктивных параметров закручивающего устройства (Р, ЬхЬ, п), технологических параметров (Т,, л) и режима работы вихревой трубы. [c.164]

Протекание этой реакции сопровождается выделением теплоты (энтальпия реакции отрицательна, см. приложение А), —ДЯ = 393 кДж. Эта теплота расходуется на образование пара в паровом котле. Пар движет турбины и при этом остывает, далее он поступает в теплообменник, где отдает оставшийся запас тепла, конденсируясь в воду. Полезное использование выделившейся при горении энергии (393 кДж/моль) ограничивается коэффициентом полезного действия тепловой машины. К тепловым машинам относятся паровой двигатель, паровая турбина, двигатели внутреннего сгорания, магнитогидродинамические генераторы энергии, термоионный энергообменник и т. д. Все эти устройства преобразуют тепло в другие формы энергии — механическую или электрическую. Источник тепловой энергии отдает тепло при определенной температуре. Часть этого тепла поглощается в теплообменнике с более низкой температурой. Эффективность (коэффициент полезного действия) преобразования энергии т] определяется как отношение всей полезной работы — к теплоте —Q, полученной от источника тепла [c.121]

При вакуумно-диэлектрической сушке (рис. 90) электроды рабочего конденсатора 2 высокочастотной установки 1 монтируют внутри герметичной камеры или автоклава 3. Расход тепла на нагревание древесины и испарение из нее влаги компенсируется, как и при диэлектрической сушке, энергией высокочастотного электромагнитного поля. Часть испарившейся из древесины влаги в виде пара отсасывается из сушилки вакуум-насосом 5 через конденсатор 4, а часть влаги конденсируется на внутренней поверхности ограждений и может удаляться в жидкой фазе. [c.142]

Характерной особенностью процесса ректификации является то, что паровая и жидкая фазы находятся в состоянии насыщения. Причем температура пара Тт выше температуры жгщкости Т], что означает наличие одновременно протекающих процессов конденсации и испарения в элементарном объеме, при этo i из.менение температур фаз происходит по линии насыщения. Это позволяет сделать вывод, что вследствие того, что Т2>Т1, на границе раздела фаз пар конденсируется, отдавая тепло жидкой фазе, в результате чего жидкость испаряется. Поскольку из.менение внутренней энергии системы происходит только за счет внешнего воздействия, 1ю никак не за счет внутренних процессов перехода вещества из фазы в фазу, то. можно записать [c.234]

Окисление магния под действием водяного пара при давлен НИИ 31—208 мм рт. ст. и температурах 425—575° С изучали Свек п Гиббс [540] (см. гл. 3). Оказалось, что скорость окисления изменяется линейно, и что прн всех условиях единственным образующимся окислом является MgO. Эти особенностн определяются высоким давлением пара магния при температзфах выше, скажем, 500° С и пористостью окиси магния. Прн 425— 500° С во всем исследованном интервале давления реакция взаимодействия, можно сказать, развивается на самой поверхности металла или непосредственно около нее. По мере снижения давления испарение металла, по-видпмому, отодвигает реакцию все дальше от поверхности металла в полном соответствии с постепенным ростом энергии активации до уровня, близкого к величине теплоты возгонки металла. При 500— 575° С и более высоком давлении водяного пара реакция развивается по расщелинам между отстающей окалиной и металлом, так что давление, по-видимому, уже не влияет на величину энергии активации. При наивысших температурах и умеренном давлении атомы магння ускользают из окисного покрытия, так что реакция протекает либо в газовой фазе, либо на стенках аппаратуры магний конденсируется и на внутренней поверхности окисного слоя, образуя как бы чехол, из которого можно вынуть остальной металл после его охлаждения. [c.371]

Ионно-распылительные насосы. Ионно-распылительные насосы берут начало от ионизационных манометров Пеннинга. Их функциональными элементами являются ячейки с цилиндрическим анодом, заключенным между двумя катодами (рис. 30). Эта система помещена в магнитное поле. Катоды имеют постоянный отрицательный потенциал относительно анода в несколько киловольт. Электроны, эмиттированные с поверхности катода, ускоряются электрическим полем в направлении к аноду. Магнитное поле сообщает электрону радиальную компоненту скорости и заставляет электроны двигаться по спиральным траекториям. Из-за большой длины свободного пробега электронов эффективность ионизации высока и позволяет поддерживать газовый разряд вплоть до давлений ультра-пысоковакуумного диапазона. Положительно заряженные ионы газа устремляются к катоду, где некоторая часть из них захватывается поверхностью. Поскольку ионы падают с энергиями до нескольких кэВ, они вызывают также и распыление материала катода. Распыляемый металл распространяется внутри ячейки и конденсируется на всех ее поверхностях, включая катоды. Таким образом откачка идет одновременно как за счет химического захвата молекул остаточных газов, так и за счет процессов, обусловленных наличием электрических полей. При этом хемисорбционнын захват имеет место преимущественно на внутренних поверхностях цилиндрического анода, а электронная откачка в основном происходит на катодах Используя для исследования радиоактивный криптон, Лаферти и Вандерслайс [147] показали, что геттерирование ионов происходит главным образом на периферии катода, расположенной против анодных стенок, тогда как середина катода служит источником распыляемого металла. Такая неравномерность существенна для функционирования ионного распылительного насоса, поскольку при однородном распределении ионного тока процесс непрерывного замуровывания частиц инертного газа был бы невозможен. Производительность простой разрядной ячейки Пен нинга слишком мала для откачки реальных вакуумных систем. Сущест венным шагом вперед явился ионно-распылительный насос Холла, имеющий значительно большую быстроту откачки [148]. Это достигается использованием многоячеечного анода, расположенного между двумя катодными платами (рис. 31). Эффективность многоячеечной структуры обусловлена тем фактом, что максимальный заряд, заключенный в полом [c.215]

Намечается построить горизонтальный одноходовой многотрубный подогреватель для нагрева 2700 кг1час вязкого мазута от 25 до 60°, ламинарно протекающего внутри горизонтальных труб, окруженных паром, который находится в кожухе и конденсируется при 105°. Для труб внутренним диаметром 17 мм и длиной 2,4 3,6 4,8 и 6 ж весь нагреватель (и кожух и трубы) может быть построен по цене 5,9 доллара за 1 м каждой трубы. Постоянные расходы на нагреватель в долларах в год на 1 м длины каждой трубы составляют 1,18 доллара. Механическая энергия, переданная жидкости, стоит 0,036 долларов/млн. кгм. [c.344]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология